Giữ gìn môi trường hàn an toàn khỏi bụi có hại

10/09/2021
Hầu hết hoạt động hàn và cắt đều phát sinh các loại hơi khói và hạt nguy hiểm. Những quá trình này bao gồm hàn thủ công và hàn rô bốt (MIG, TIG, que và lõi thông lượng), đục lỗ hồ quang, cắt plasma thủ công - tự động và cắt bằng laze. Hơi khói từ những hoạt động này làm nhà xưởng mất vệ sinh và giảm chất lượng môi trường không khí trong nhà, nhưng quan trọng hơn là gây ra rủi ro cho sức khỏe và sự an toàn của người lao động.

Dưới đây là một vài yếu tố quan trọng cần biết để quản lý tốt hơn các loại hơi khói gia công kim loại nhằm duy trì môi trường gia công kim loại an toàn.

 Các nguy cơ hơi khói gia công kim loại phổ biến

Giống như khói, hơi khói thật ra chỉ là các hạt bui lơ lửng. Những hạt này có thể chứa thành phần gây kích ứng mắt và da, đồng thời có thể gây độc hại khi nuốt hoặc hít vào bên trong cơ thể. Thủ phạm phổ biến nhất là sắt ô-xít, ô-xít chì, măng gan, ni ken, crôm, đồng, ô-xít kẽm and cadmium. Hoạt động hàn có thể cũng sinh ra những loại khí độc như các-bon mô-nô-xít, ni tơ đi-ô-xít và ô-zôn. Vật chất dạng hạt sản sinh từ hoạt động hàn và cắt kim loại thường có đường kính bằng hoặc nhỏ hơn 2,5 micrômet, những hạt này có thể đọng lại sâu bên trong phổi hoặc các ống thở và thậm trí xâm nhập cả vào trong máu.

Các cơ sở gia công kim loại phải tuân thủ các giới hạn cho phép của Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe nghề nghiệp Hoa Kỳ (OSHA) về bụi kim loại. Ngoài ra, nhiều loại bụi kim loại dễ cháy và thường tăng khả năng gây cháy hoặc nổ bên trong máy hút bụi ngay tại cơ sở. Hệ thống thu gom bụi phải có kích thước chính xác và có các lớp lọc phù hợp, bảo vệ thiết bị nhằm giảm thiểu rủi ro cháy nổ. Chỉ cần một lượng nhỏ bụi cũng có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng.

Yêu cầu kiểm tra bụi

Tiêu chuẩn của Cơ quan phòng cháy chữa cháy quốc gia Hoa Kỳ (NFPA) yêu cầu một bản phân tích nguy cơ về bụi (gọi tắt là DHA) đối với các cơ sở phát sinh, xử lý hoặc lưu trữ bụi dễ cháy. Các nhà sản xuất phải chứng minh quá trình xử lý bụi không dễ cháy, do vậy cần kiểm tra bụi thông qua một phòng thử nghiệm của bên thứ ba hợp lệ và lưu hồ sơ các báo cáo chứng minh quá trình đó không dễ cháy.

Nếu các thử nghiệm cho thấy cơ sở này có xuất hiện bụi dễ cháy, NFPA 652 yêu cầu công ty phải hoàn thiện bản phân tích DHA về hệ thống thu gom bụi. Chuẩn bị sẵn báo cáo để trình cho sở cảnh sát cứu hỏa địa phương hoặc cơ quan có thẩm quyền, công ty bảo hiểm khi được yêu cầu. Ngoài ra, phải kiểm tra thiết bị thông gió nổ tối thiểu hàng năm và lưu hồ sơ kiểm tra.

Kiểm tra bụi sẽ cho biết bụi có giá trị Kst và Pmax - dưới áp suất bao nhiêu thì có thể xảy ra nổ và tốc độ xảy ra nổ nhanh như thế nào. Dữ liệu cho biết bụi dễ gây nổ ra sao và đồng thời hỗ trợ xác định cách giảm thiểu tốt nhất rủi ro xảy ra sự cố. Nếu OSHA xác định thấy thậm trí ở mức giá trị Kst cực thấp có sự xuất hiện của bụi và cơ sở không có máy hút bụi phòng chống nổ, thì lúc đó cơ sở có nguy cơ bị phạt.

Quy định về phơi nhiễm

OSHA yêu cầu các công ty phải kiểm soát được lượng phát thải bụi bên trong nhà xưởng và tuân thủ theo các giới hạn pháp lý quy định cho từng loại nguyên vật liệu. Nếu không có giới hạn pháp lý nào được quy định, công ty phải xác định bằng văn bản và triển khai kế hoạch an toàn môi trường riêng cho doanh nghiệp mình. Ngoài ra, NFPA đóng vai trò chủ đạo trong các tiêu chuẩn và hướng dẫn khuyến nghị dành cho việc quản lý các loại bụi dễ cháy. Nếu một công ty không tuân thủ theo hướng dẫn, họ có thể bị OSHA phạt.

OSHA đưa ra giới hạn phơi nhiễm cho phép (gọi tắt là PEL) đối với bụi kim loại, trong đó định nghĩa khi nồng độ không khí tối đa mà ở đó người lao động có thể phơi nhiễm ở mức an toàn trong ca làm việc 8 tiếng, 40 tiếng/tuần mà không phải chịu tác động có hại tiềm ẩn nào về sức khỏe. Khi giám sát bước đầu cho thấy các hình thức phơi nhiễm vượt qua mức hành động thì người điều hành cơ sở sản xuất phải triển khai các yêu cầu bổ xung đối với OSHA. Giới hạn PEL được thể hiện như thời gian trọng số trung bình tính bằng đơn vị μg /m3 không khí hoặc mg/m3 không khí. Dưới đây là một số ví dụ về các giới hạn PEL của OSHA đối với hơi khí/bụi cắt kim loại:

  •  Hơi khói Cadmium: 5 μg/m3 (2.5 μg/m3 mức hành động)
  • Hơi khói Crôm hóa trị sáu: 5 μg/m3  (2.5 μg/m3 mức hành động)
  • Hơi khói ô-xít kẽm: 5 mg/m3
  • Hơi khói sắt ô-xít: 10 mg/m3
  • Hơi khói măng gan: 5 mg/m3

Chụp hơi khói độc hại

Cách tốt nhất để giảm phơi nhiễm hơi khói độc hại từ hoạt động gia công kim loại là lắp đặt các hệ thống thu gom bụi với bộ lọc kiểu hộp mực chính hiệu suất cao và bộ lọc an toàn thứ cấp. Nên chọn lựa phương tiện lọc sơ cấp cho từng ứng dụng dựa trên cỡ hạt bụi, đặc điểm dòng chảy, số lượng và sự phân bổ.

Đồng thời cũng khuyến cáo sử dụng bộ lọc giám sát an toàn thứ cấp ví dụ: bộ lọc HEPA. Các bộ lọc thứ cấp (bộ lọc giám sát an toàn) phòng ngừa hơi khói nguy hại thải ra ngoài không khí khi bộ lọc chính bị hư hỏng. Các bộ lọc này có thể phòng ngừa ô nhiễm đường ống dẫn khí hồi và chi phí liên quan để làm sạch bụi độc hại rò rỉ.

 Ba dạng phổ biến của bộ lọc bụi dạng hộp mực và hệ thống thu gom bụi:

1. Hệ thống chụp nguồn phù hợp với các ứng dụng gồm các bộ phận nhỏ và hàn cố định. Hệ thống này chủ yếu sử dụng các tay chụp nguồn linh hoạt, tủ hút có rãnh hoặc tủ hút có rãnh nhỏ hơn với các tấm chắn bên cạnh trên bàn làm việc.

2.  Vỏ và máy hút thường được dùng tại những khu vực có kích thước vừa phải, khoảng 12 feet (3,7 m) đến 20 feet (6,1 m) hoặc nhỏ hơn. Có thể bổ sung thêm rèm hoặc tường ngăn cứng ở các mặt của máy hút để tạo thành một hệ thống bao che kín, miễn sao không ảnh hưởng đến không gian làm việc. Với các ô hàn rô bốt và tự động hóa cứng, có thể sử dụng hệ thống bao che phủ toàn bộ xung quanh ứng dụng.

3. Hệ thống bao quanh thường sử dụng cho các khu vực làm việc lớn hơn, thực hiện nhiều hoạt động bởi các hệ thống này lọc tất cả không khí trong nhà xưởng, sử dụng hệ thống trung tâm hoặc nhiều máy hút nhỏ hơn. Máy hút bụi và hơi khói có thể yêu cầu một loạt các bộ lọc giám sát an toàn thứ cấp HEPA để bổ sung khả năng lọc và bảo vệ dự phòng, đặc biệt nơi không khí được đưa trở lại bên trong nhà hạ nguồn của máy hút. Mặc dù hệ thống bao quanh hỗ trợ kiểm soát bụi, nhưng chúng không loại bỏ hơi khói khỏi khu vực hít thở, do vậy người lao động cần trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân hoặc sử dụng quạt để hướng hơi khói ra khỏi khu vực.

Bảo vệ khỏi nguy cơ nổ máy hút bụi

Luôn tiềm ẩn nguy cơ nổ bên trong máy hút bụi bởi nó là một bình kín chứa các hạt bụi khô được chia nhỏ. Nổ thường xảy ra khi một đám bụi dễ cháy xuất hiện với mật độ cao bên trong máy hút bụi. Khi quạt kéo một thể tích không khí lớn vào bên trong máy hút bụi, thì nó có thể cũng kéo theo tia lửa, than hồng hoặc các nguồn lửa khác. Khi nguồn đánh lửa này gặp đám mây bụi, nó có thể gây nổ. Nguồn tia lửa có thể là quá trình sản xuất giống như hàn, thiết bị gặp lỗi hoặc do tia lửa điện.

Mặc dù những sự cố nổ này không phải lúc nào cũng tránh được, nhưng chúng có thể được lưu ý và giảm thiểu bằng cách sử dụng thiết bị phòng chống nổ. NFPA cung cấp hướng dẫn thiết kế, lắp đặt, và bảo trì các thiết bị phòng chống nổ này để giảm bớt tác hại đến nhân sự cũng như giảm thiểu hư hỏng về cấu trúc và cơ học.

Đặt các máy hút bụi ở bên ngoài là một lựa chọn an toàn nếu ta cách ly bộ hút chính xác và trang bị thông gió nổ hướng ra xa khỏi các tòa nhà và khu vực đông dân cư. Tuy nhiên, không phải lúc nào lựa chọn này cũng khả thi. Các máy hút bụi đặt trong nhà phải có hệ thống phòng chống nổ phù hợp và một khu vực vận hành an toàn được chỉ định nếu phải xử lý bất kỳ loại nụi dễ cháy nào.

Phương pháp phổ biến nhất để phòng chống nổ là áp dụng cách ly thụ động (đầu vào, đầu ra và xả thải) cùng với thông gió nổ, thường là phương pháp tiết kiệm chi phí nhất. Trong hệ thống chống cháy nổ thụ động, lỗ thông hơi nổ có chức năng như một phần tử yếu trong vỏ áp suất của máy hút bụi. Nó làm giảm áp suất đốt cháy bên trong (áp suất ngược) để giữ cho máy hút bụi khỏi bị nổ thành nhiều mảnh.

Trong khi phòng chống nổ với lỗ thông hơi thường giúp máy hút bụi khỏi tổn thất toàn bộ, thì máy hút bụi có thể chịu tổn hại lớn bên trong. Tuy nhiên, nếu nhân sự vẫn an toàn và hư hỏng cấu trúc của cơ sở được giảm thiểu, thì thiết bị phòng chống nổ đã hoàn thành nhiệm vụ của mình.

Kích thước lỗ thông và ống xả

NFPA 68 các chương từ 7 đến 9 giới thiệu cách tính toán áp dụng cho việc xác định kích thước chính xác lỗ thông gió nổ, ống xả thông hơi và các cấu phần khác. Nhà cung cấp máy hút bụi có kinh nghiệm sẽ thực hiện theo phương trình xác định cỡ lỗ thông gió ở chương 8 (Thông gió khử bụi và pha trộn hỗn hợp). Đồng thời cung cấp một bảng tính để lưu cùng hồ sơ nhằm chứng minh sự tuân thủ của cơ sở. NFPA cũng cho phép các giải pháp dựa trên công suất của máy hút bụi dành cho dạng thiết bị này.

Tuần hoàn không khí trở lại môi trường làm việc

Tuần hoàn không khí được làm nóng hoặc được làm mát quay trở lại nơi làm việc có thể tiết kiệm đáng kể năng lượng và giảm chi phí thay thế điều hòa không khí. Chứa không khí trong nhà cũng tránh làm mất thời gian khi không khí bị ô nhiễm được thải ra bên ngoài. Quá trình này có thể được thực hiện an toàn nếu cơ sở xử lý được bụi gây nổ bằng cách lắp đặt bộ hút bụi ra bên ngoài cùng một thiết bị lọc giám sát an toàn tích hợp. Điều này giúp cách ly thiết bị hạ nguồn khỏi sự phát triển của mặt trước ngọn lửa trong một vụ nổ.

Kết luận

Chụp, chuyển và chứa hơi khói gia công kim loại kiến tạo môi trường làm việc an toàn cho người lao động. Bạn có thể đạt được điều này bằng cách kiểm tra và hiểu rõ được đặc tính bụi tại cơ sở của mình, sử dụng các máy hút bụi được thiết kế riêng, bảo vệ chống lại rủi ro cháy nổ và tuân thủ theo các quy định của OSHA và NFPA.

Biên dịch: Bích Hà

(Nguồn tin: www.ishn.com)